EPATITE B: EZIOLOGIA T. Santantonio Clinica

EPATITE B: EZIOLOGIA
T. Santantonio
Clinica Malattie Infettive, Università di Bari
L'infezione da HBV è una delle infezioni più diffuse tra il genere umano, presente in forma cronica
in più di 350 milioni di soggetti nel mondo. Il virus responsabile di tale infezione è un virus a DNA,
denominato HBV (Hepatitis B Virus), appartenente alla famiglia degli Hepadnavirus. La particella
virale completa o particella di Dane è una particella sferica del diametro di 42 nm, composta da un
involucro esterno lipoproteico dove sono localizzate le proteine HBsAg, pre-S1 e pre-S2 e da un
nucleocapside interno, contenente antigene core (HBcAg). Il nucleocapside racchiude il genoma
virale costituito da una molecola di DNA circolare a doppio filamento di lunghezza pari a 3200
nucleotidi (HBV DNA) e la DNA-polimerasi virus-specifica (Fig.1). Oltre alle proteine che fanno
parte della struttura propria del virus, in fase di replicazione viene prodotta una proteina non
strutturale, che viene secreta in circolo, denominata HBeAg.
Fig. 1 Struttura e componenti del virus B
HBeAg
Pre-S1
P
ol
HBcAg
HBsAg
Pre-S2
Fig.2 Immagine al microscopio elettronico delle
particelle di Dane e delle particelle sferiche e
filamentose, in forma schematizzata a destra
Durante la sintesi del virione, le proteine dell'involucro
esterno sono prodotte in eccesso (da 100 a 1000 volte
rispetto alle particelle di Dane) e circolano nel sangue
sottoforma di strutture sferiche di 22 nm e di filamenti
(Fig.2). Queste particelle non sono infettive in quanto
sprovviste di core e servono per "distrarre" la risposta
immune umorale neutralizzante.
Nel genoma virale sono stati identificati 4 geni parzialmente sovrapposti che dirigono la sintesi dei
diversi antigeni virali: il gene S codifica per le proteine dell'envelope HBsAg, pre-S1 e pre-S2; il
gene C codifica per HBcAg e HBeAg; il gene P codifica per la DNA polimerasi/trascriptasi inversa
ed il gene X codifica per la proteina X con funzioni di regolazione della espressione dei geni virali
(Fig.3).
A differenza di tutti gli altri virus a DNA ed al pari dei retrovirus, il virus B replica attraverso la
trascrizione inversa di un RNA pregenomico (Fig. 4). Negli epatociti infetti, il DNA virale viene
trascritto in RNA messaggero per la sintesi delle proteine virali e in RNA pregenomico che migra
nel citoplasma dove viene retrotrascritto in DNA ad opera della trascriptasi inversa. Questa
peculiare strategia replicativa rende ragione della elevata frequenza di mutazioni introdotte ad ogni
ciclo di replicazione e della simultanea presenza in ciascun individuo infetto di molteplici varianti
virali strettamente correlate ma non identiche tra loro.
Fig.3 Struttura ed organizzazione genetica di HBV
L' infezione da HBV è pertanto sostenuta da una popolazione virale eterogenea, con una sequenza
più frequentemente rappresentata ed un ampio spettro di varianti, una distribuzione genomica
definita "quasispecie". Nel corso dell' infezione cronica le varianti virali che grazie alle mutazioni
incorporate presentano un vantaggio rispetto al virus non mutato o virus selvaggio, (per esempio
migliore capacità di replicazione, resistenza alla eliminazione immune o agli agenti antivirali)
vengono positivamente selezionate e diventano la popolazione virale dominante.
Fig. 4 Ciclo di replicazione del virus B
Trascrizione
.
ccc
DNA
RNA-Pol
Pregenomic
RNA
RTase
+
HBV
DNA
DNA-Pol
Sintesi
plus-strand
Strand
DNA
Trascrizione
inversa
Tra i mutanti di HBV finora descritti rivestono particolare interesse, in quanto associati ad un
preciso quadro sierologico e clinico, i mutanti pre-C o HBeAg difettivi, incapaci di esprimere la
proteina non strutturale HBeAg, i mutanti S che, offrendo un alterato target al sistema immune,
sfuggono all' azione degli anticorpi neutralizzanti e i mutanti dellapolimerasi resistenti all' azione di
farmaci antivirali come la lamivudina.
Mutanti pre-C
I mutanti pre-C o HBeAg difettivi rappresentano la popolazione virale prevalente nei soggetti con
epatite cronica anti-HBe positiva, attualmente la forma prevalente di epatite cronica B nel nostro
paese. L' HBeAg deriva dalla traduzione continua della proteinaprecore/core dopo rimozione di
alcuni aminoacidi dell' estremità amino ecarbossiterminale. I mutanti pre-C sono incapaci di
produrre HBeAg a causa di mutazioni nella regione precore essenziale per la sintesi e secrezione
dell' HBeAg. La mutazione più comunemente osservata interessa il penultimocodone della regione
precore e causa l' introduzione di uncodone di stop (TAG) che termina prematuramente la sintesi
della proteina precore, precursore dell' HBeAg. Poiché la regionepre-C non è necessaria per la
formazione dell' HBcAg, la mutazione descritta non interferisce con la produzione di particelle virali
infettanti. Pertanto, l' identificazione dei mutantipre-C ha spiegato dal punto di vista virologico la
mancata espressione dell' HBeAg in presenza di attivareplicazione virale dell' HBV. Numerosi studi
hanno dimostrato che i virus pre-C mutanti emergono nel corso dell' infezione sostenuta
inizialmente da virus selvaggio. La loro percentuale relativa è bassa all' inizio dell' infezione, quando
vi è una condizione di immunoinibizione ed aumenta nella fase di immunoeliminazione,
caratterizzata da attivazione della citolisi immune. Nei soggetti con una protratta o incompleta
clearance immune, i mutanti precore diventano la popolazione virale prevalente al momento o
subito dopo la sieroconversione ad anti-HBe, sia spontanea che IFN indotta. Talora, la selezione dei
mutanti pre-C e la riattivazione della malattia epatica può osservarsi a distanza di anni dalla
sieroconversione ad anti-HBe, dopo un periodo di quiescenza della malattia. L' emergenza come
ceppo prevalente dei mutanti pre-C al momento della sieroconversione o dopo episodi di
riattivazione dell' attività di malattia è a favore di una loro maggiore resistenza alla eliminazione
immune rispetto al virus selvaggio e di una selezione immunomediata.
Mutanti S
L' involucro esterno del virus B è costituito da tre proteine:HBsAg, pre-S1 e pre-S2. L' HBsAg
contiene il maggiore epitopo neutralizzante del virus B definito determinante "a", presente in tutti i
sottotipi virali. Gli anticorpi anti-HBs diretti contro questo determinante sono neutralizzanti e
protettivi, per tale motivo la regione S è utilizzata nei vaccini anti-epatite B. Recentemente, in
soggetti sottoposti a vaccinazione anti-epatite B ed in pazieni sottoposti a trapianto di fegato e
trattati con immunoglobuline specifiche, sono stati descritti episodi di epatite acuta B veificatisi
nonostante la presenza di titoli protettivi di anticorpi anti-HBs. L' analisi della sequenza dei virus
ottenuti da questi soggetti ha dimostrato la presenza nel determinante "a" di mutazioni puntiformi
che causano una variazione della sequenza aminoacidica dell' HBsAg, non più riconoscibile e
neutralizzabile dagli anticorpi specifici.
Mutanti della polimerasi
La lamivudina è un analogo nucleosidico recentemente introdotto nella terapia dell’epatite cronica
B, in quanto potente inibitore della trascriptasi inversa di HBV e quindi della sintesi virale.
Tuttavia, numerosi studi hanno dimostrato che la terapia prolungata con lamivudina determina la
selezione di virus mutanti insensibli o scarsamente sensibili alla lamivudina, responsabili della
perdita della risposta terapeutica. Lo sviluppo di resistenza è dovuto ad una mutazione puntiforme
nel locus YMDD (tirosina, metionina, aspartato, aspartato) della trascriptasi inversa, principale
componente del sito catalitico, conservato in tutte le trascriptasi inverse di hepadnavirus e retrovirus